混凝土机械设备研发设计问题分析

在混凝土机械设备研发设计各个阶段出现的各类问题，不仅使机械设备的使用性能得到大幅降低，而且增加了制造和加工机械设备的成本，在研发设计研究水平的提高方面起到了极大的阻碍作用，制约了混凝土行业产业化发展的进程。本文统计了近年来我国混凝土机械设备的数量，并给出了其年在线数量趋势图，由图可知，我国混凝土年产量是逐年增加的，混凝土主要机械设备台数均是增加的，但是显然混凝土机械设备的增加速率远远小于混凝土的年产量，所以混凝土机械设备方面的研究还有很大的发展空间。因此，有必要研究和探讨混凝土机械设备研发设计的规范和过程。

1混凝土结构发展历程

1.1早期应用

混凝土结构在早期共分为四个阶段，首先在解放以前，我国混凝土结构的应用很少，缺乏自己的标准规范，直接采用“拿来主义”，照搬国外规范；发展至上世纪50年代，由当时国情决定，混凝土结构理论及规范照搬原苏联的技术，多采用HNTY123-55这一规范，并在该规范基础上于60年代初期确定了我国最初的混凝土结构模式——《钢筋混凝土结构设计规范》（草案）；至60年代中期，对草案进行修订并颁布实施，同时还颁布了一些标准规范和验收规范，但是核心内容依然离不开原苏联的规范；至上世纪70年代，国家建委在极其困难的自然环境条件下，组织相关学者对符合我国实际的规范和标准进行编制，设计规范和对应配套的标准得以颁布，虽然设计比较简便，但这是我国在混凝土结构和规范上迈出了意义不同的一步；在我国早期基本建设时期，以上几批标准和规范虽然较为简单，但是仍发挥出了应有的作用，对今后的进一步发展产生了深远的影响。

1.2规范化探索

利用改革开放的有利时机，学术界从长期的封闭状态走出来，吸取西方国家在混凝土结构设计方面的理论，结合我国实际，对混凝土结构标准和规范进行系统性的研究。同时混凝土结构专业委员会等组织专家学者围绕规范修订展开了课题研究，囊括了设计理论、受力状态、基本构建、基本构造问题等基础性研究在内。大量人力、物力和财力的投入结出了累累硕果，在我国现代混凝图结构研究中奠定了理论基础，再次基础上在上世界80年代具有鲜明中国特色的《混凝土结构设计规范》编制完成，改变了我国封闭和落后的现状，为以后历次修订提供了基本依据，一直至今还都发挥着巨大的影响力。在改革开放以后，基本建设在大规模开展，该规范适时的知道了混凝土结构设计，有效的保障了结构安全，控制了工程设计的质量。

1.3逐步完善

除了对基本设计方法进行补充完善之外，还从以下方面进行系统的调查、分析和研究：充分考虑结构体系的内力分析；在力学性能的研究中从多轴应力的状态下进行深入的研究；在结构设计和分析时采用非线性有限元等手段；采用多种新技术开展系统的试验研究；结构设计的安全度设置等。进入21世纪之后，在以上研究的基础上对规范进行了再次修订，同时颁布配套的验收规范，水平得到进一步的提高。

2混凝土机械设备研发设计过程

研发设计混凝土机械设备是为了更好的满足混凝土生产需求，其研发设计过程共分为四个阶段，基本步骤示意图如图2所示。

2.1任务书形成阶段

与一般的研发设计步骤类似的是，混凝土机械设备研发设计首先需要有专门的人员针对研发设计提出申请，保证研发设计的准确性；申请获批之后进入研发设计的初期，要细致化设计需求，下发明确的内容和细节要求到各配合部门中，完成任务的分配；具体的任务书到达具办部门之后，要根据具体任务需求，明确任务分工，选择好设备，挑选适当的人选组成研发设计项目的专门团队，责任细致到人[5]。这些内容都是在混凝土机械研发设计前期必做的准备工作，只有根据需求把具体任务落实到位之后，下一步工作才能更好的开展。

2.2设计阶段

在设计阶段，根据任务书的内容和具体要求，机械设备研发设计团队要细致的探讨和研究，形成有针对性能满足需求的设计方案，研发成员可以各抒己见，发挥集体智慧在团队内部广泛的征集设计方案，并按照设计方案进行设计草图的模拟，最后综合分析各设计方案，经过评审分析方案的可利用性、科学性和合理性，确定一个方案，并综合建议修改完善，审核完成后方案确定，进行图纸设计，然后根据设计出的图纸联系制造单位，把设计者的意图明确的表述，确保制造单位对设计思路的理解。

2.3研制阶段

机械设备研发设计进入加工阶段之后，不仅制作单位要认真细致的完成机械的制造，设计人员也要保持与制造单位的沟通，遇到设计上的疏漏或者出现的问题，要结合制作单位及时的完善设计、解决问题，并对沟通和问题的解决过程做以详细的记录，给以后的研发设计工作提供参考；制作完成之后要对机械进行验收，在机械连续运转试验过程中最好在现场进行，一旦发现问题就针对设计要求及时的对设计进行完善，达到合格之后才能验收完成。

2.4安装调试和使用阶段

安装使用制造好的混凝土机械设备时，在现场要有设计人员的把关，在安装和调试设备时设计人员要提供相应的技术指导。该阶段是机械设备研发设计成果的验收阶段，也是正式投入使用的开始，是设计人员即将收获果实的时刻，所以设计人员不能放松警惕，认为验收完毕之后就完成任务了。设计人员在协助安装调试设备之后，还要配合完成设备的试产，在实践中对设备进行评价和鉴定。并根据评价中存在的问题对设备进行进一步的改进设计，投入到下一步的设备研发中去。生产人员试产达标后，相关的机械操作、维护图纸和资料应由设计人员向相关部门交付，提供必要的培训。至此，全部工作完成，混凝土机械设备投入使用，研发设计告一段落。

3研发方法及常见问题

在执行研发设计程序的过程中，不同的阶段其研发方法均有不同，其需要解决的问题通常也有所不同，在研发设计机械设备时，要注意科学性和合理性。

3.1广泛调研，提出需求

在提出混凝土机械设备的需求申请书之前，针对同类设备的使用现状，设计部门的需求单位要开展广泛深入的调查研究，尽可能多的掌握信息，并在此基础上，组织人员根据现实情况对需求申请的提出开展讨论，同时要研究解决技术及性能指标的需求分析，还要算无遗漏的把可能发生的特殊要求罗列进去。在该阶段常见的有以下问题：技术及性能指标的分析要科学、合理，要组织人员充分讨论、论证，并征求多方意见与建议；要充分考虑到可能会发生的特殊要求，要清晰的说明，便于设计者在进行方案的设计时充分考虑到每一个因素[6]；充分了解在现有混凝土机械设备市场上同类设备的状况，并对最新的研究技术和研究动向有整体的把握，保证研发设计出的机械设备的技术先进性，确保新设备的市场竞争力。

3.2讨论设计方案，广泛征求意见

在混凝土机械设备研发设计过程中设计阶段是其中最关键的阶段，这一阶段对混凝土机械设备研发设计的效果能起到直接影响作用。在研发设计过程中，要召集研发人员，反复讨论设计方案，并针对方案对各方的意见进行广泛征集，要充分考虑系统的整体性：有机结合电气、机械及混凝土结构；充分考虑机械使用和维护成本，确保设计出的机械具有安全性，同时能保证安全和高效性；综合平衡设备成本和技术水平；多面考虑现实状况如场地、人员等；把所有可能遇到的问题都罗列起来，并针对这些问题提前做好防御方案等。在该阶段常见的有以下问题：单方面的追逐高精尖技术，而忽略本身机械设备的性价比需求，在设计过程中弱化混凝土机械设备使用的便利性和维护的可行性；片面追求制造精度，认为精度越高越好，这是误区所在，设计者要对机械设备制造工艺烂熟于心，要明确在制造成本之中制造精度的具体要求，严格把握住精度等级的使用可能造成的影响程度。所以在设计阶段要牢记，研发设计出机械设备不是为了华而不实，是为了更好的应用于实践的，要从实践经验出发，结合先进技术进行设计方案的确定。要严禁单凭主观经验，科学的计算主要受力件等，并进行强度校核，保证设备能正常运转；严禁盲目的照搬同类设备的设计，深入、细致的分析每一个环节，在同类混凝土机械设备的基础上采用新技术进行改进和提高[7]。

3.3合理安排，加强沟通

在混凝体机械设备研发设计过程中，设计方案的基础实现阶段是研制阶段，该阶段制造的机械设备质量，与设计的预期效果有直接的关系，甚至在今后设备的使用中也有一定的影响作用。在研制阶段，根据图纸设计承担机械设备的制造单位要严格根据设计对制作工艺进行合理安排，同时制造部门与设计部门也要加强沟通，共同对加工工艺进行探讨，并潜心听取技术和相关制作人员的建议和意见，调整设计方案中的零件结构及加工精度等具体内容。在该阶段常见的有以下问题：从设计者的角度来说，认为混凝土机械设备研发设计出来之后，就于己无关了，只要相关制造加工单位根据图纸加工设备就可以了，加工部门能不能看懂图纸，存在的疑问是否能得到解决都是制作加工部门内部的事。在混凝土机械设备的制造过程中，制造加工部门不仅有较强的制造能力、加工工艺和手段，而且还有机械设备制造的相关经验，能提供给设计者很多可贵的意见和建议，能提供很有价值的判断，对于设计者来说，这些建议和意见也是难能可贵的，有时候甚至能起到决定性作用。设计者与制造者之间加强沟通与联系，不仅能把设计方案中的各类技术问题及时的处理，还能修正和完善设计中的不足之处，同时设计人员的知识和经验也得到积累。

在开展混凝土相关理论研究的同时，混凝土机械设备的设计研发也是必不可少的一环，无论是制造新产品，还是实施新技术，都离不开新机械的设备保障。混凝土机械设备的研发设计，关系到混凝土生产过程中新技术应用的结果好坏。所以，在混凝土领域，不光要关注混凝图结构的理论研究，还要充分重视机械设备的研发设计，保障能科学、合理和规范的开展研发机械设备工作，从技术上进行创新，促进机械设备整体水平的提高。